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2023 年度 実施状況報告書

仮想空間から再構成可能な進化ソフトロボットの4Dアセンブリ

研究課題

研究課題/領域番号 22K17972
研究機関山形大学

研究代表者

小川 純  山形大学, 有機材料システムフロンティアセンター, プロジェクト教員(准教授) (20773724)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードソフトロボティクス / ソフトアクチュエータ / 物理シミュレータ / 3Dプリンティング / ソフトマテリアル
研究実績の概要

当該年度におけるプロジェクトの主な目的は、4D変形する進化ロボットの開発に向け、以前に開発した減圧駆動型アクチュエータ「MORI-A」の改良と、加圧時の異なる変形挙動の実現、およびその変形挙動のシミュレータによる再現である。この目的のもと、減圧時には従来通り3D印刷構造の圧縮変形を利用して変形を規定したが、加圧時には新たにモジュール間コネクターの軸位置を偏らせる方法を採用した。この改良により、単一の空圧チャネルから異なる変形を切り替えることが可能となり、より精緻な制御が実現できるようになった。また、この技術を応用し、水中で衣装を動かすソフトロボットの開発を行った。さらに、改良したアクチュエータの変形挙動を正確に予測するためのシミュレータも開発し、減圧および加圧時の動作をシミュレーションできるようにした。これらの技術開発により、アクチュエータの応用範囲を拡大し、その実用性を一層高めることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新原理をもつソフトアクチュエータを開発し、シミュレータを駆使したアクチュエータの変形予測も実現されており、計画書に記載の内容の達成に加え,本開発技術でのアプリケーションの開発も進んでいるため。

今後の研究の推進方策

翌年度以降は本モジュールのパフォーマンス(生み出す駆動力や必要する空圧)を向上させ、モジュールが3次元的に接続されるソフトロボットの開発を実施する。またシミュレータを用いてロボット設計を自動化し、タスク達成に最適な構成を発見する方法を提案する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] MORI-A CPS: 3D printed soft actuators with 4D assembly simulation2023

    • 著者名/発表者名
      Abe Shoma、Ogawa Jun、Watanabe Yosuke、Shiblee MD Nahin Islam、Kawakami Masaru、Furukawa Hidemitsu
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 28 ページ: 609~617

    • DOI

      10.1007/s10015-023-00878-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 3D 印刷による変形規定構造を内包する不均一壁厚の中空立方体に基づく真空加圧駆動型アクチュエータ“MORI-U“の開発2023

    • 著者名/発表者名
      阿部壮真、小川純、渡邉洋輔、エムディナヒンイスラム・シブリ、川上勝、古川英光
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2023
  • [学会発表] 衣装で飾られた3D印刷型真空駆動アクチュエータによるクラゲを模倣した遊泳美の探究2023

    • 著者名/発表者名
      阿部壮真, 小川純, 松岡沙織, 渡邉洋輔, エムディナヒンイスラムシブリ, 古川英光
    • 学会等名
      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会

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公開日: 2024-12-25  

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